Se presentan los resultados del modelado por computadora de las tensiones residuales en un cilindro de laminación (CL).Durante el tratamiento térmico de los CL obtenidos por fundición centrífuga, incluso pequeñas desviaciones en los parámetros tecnológicos de producción pueden llevar a la aparición de grietas en la pieza fundida (como resultado de la acción combinada de tensiones residuales y deformaciones).Para evaluar los factores que influyen en el nivel de tensiones residuales en el cuerpo del CL, se realizó un modelado por computadora utilizando la herramienta "PolygonSoft". Durante la simulación, se determinaron la dinámica de los cambios de temperatura, el estado tensional y de deformación en todo el volumen del CL y el nivel de tensiones residuales en la capa de trabajo. Se identificaron los gradientes de temperatura máximos que se generan al pasar de las zonas más calientes en los extremos a las áreas centrales más frías de la capa de trabajo del cilindro, donde se producen las tensiones más elevadas.

El presente artículo expone un método para la optimización de la tecnología de refundición por electroescoria (ESR) con el objetivo de mejorar la calidad de los lingotes de acero. Los procesos de refundición se analizaron mediante un modelo digital implementado en el sistema de simulación computacional PoligonSoft, seguido de la optimización de las soluciones tecnológicas en condiciones de taller. Durante la modelización, se prestó especial atención al desarrollo de regímenes para la reducción de la potencia eléctrica suministrada durante la fase de eliminación de la cavidad de contracción. Las modificaciones implementadas en el proceso tecnológico, basadas en los resultados del trabajo realizado, permitieron eliminar la presencia de inclusiones de escoria y reducir la profundidad de la zona de contracción en la cabeza del lingote, además de generar las condiciones para el incremento de la productividad y la optimización del consumo de metal.

En el artículo se presenta un método para el análisis de los procesos de tratamiento térmico de piezas de acero, con la predicción de las propiedades mecánicas y la microestructura, utilizando modelos implementados en el sistema de simulación computacional «PoligonSoft». A través del ejemplo de la implementación automatizada del desarrollo de la tecnología de temple con revenido en la preparación para la producción de un nuevo tipo de producto, se demuestra la metodología para ajustar la herramienta de modelado a las condiciones del equipo térmico disponible y se describe el proceso general del estudio computacional.

El artículo describe el modelo actualizado del comportamiento de materiales exotérmicos implementado en el software «PoligonSoft» 2024.0. Se presentan ejemplos de análisis numérico de la solidificación de piezas fabricadas con el uso de manguitos exotérmicos, que demuestran una alta fiabilidad de los resultados de los cálculos.

Este artículo investiga la modelización de la porosidad y los defectos de contracción en piezas fundidas de acero 14X17N2L, utilizando los sistemas de simulación PoligonSoft y ProCAST. Se comparan modelos estándar y el nuevo modelo de porosidad implementado en PoligonSoft con fundiciones reales. Enfatiza la importancia de mejorar los algoritmos para lograr predicciones más precisas, recomendando validar los modelos en condiciones de laboratorio controladas para evaluar su aplicabilidad en la producción real.

En este artículo se presenta un modelo imitativo destinado al análisis y predicción de la formación de cavidades de contracción y macroporosidad en los procesos de fundición. El modelo simula los procesos de formación de porosidad de contracción teniendo en cuenta las fuerzas capilares que surgen en la zona bifásica de la fundición en solidificación, utilizando una malla de elementos finitos, y su implementación como parte del sistema de modelación computacional de procesos de fundición "PoligonSoft". Los experimentos numéricos realizados confirman la adecuación del modelo y su capacidad para reproducir con precisión los procesos reales en la producción de fundiciones.

Se determinaron los valores críticos del criterio de Niyama para piezas fundidas de la aleación ML10 a partir de un experimento computacional. Se demostró que el criterio de Niyama solo es adecuado para una evaluación cualitativa de la posibilidad de formación de porosidad. Se propuso una de las opciones para construir una dependencia y escala de porosidad inequívoca por los valores del gradiente de temperatura y la tasa de solidificación.

Este artículo aborda los resultados del desarrollo de una tecnología prometedora para la fabricación de piezas de motores de turbinas de gas. Se destaca el uso del sistema PoligonSoft para modelar procesos de fundición, permitiendo evaluar y mejorar sistemas de colada y alimentación, y predecir y mitigar defectos de fundición. Además, se incorpora la impresión 3D para prototipos rápidos, reduciendo significativamente los costos y el tiempo de producción.

Se ha demostrado que el vector del gradiente de temperatura está orientado a lo largo del eje del canal curvilíneo. En un selector de cristales en espiral, ocurre un cambio cíclico en la dirección preferida de crecimiento debido al cambio cíclico en la dirección del vector del gradiente de temperatura. Esto permite controlar la orientación del vector del gradiente de temperatura en el espacio y, por lo tanto, obtener un grano con la orientación cristalográfica preferida. Basado en los resultados de esta investigación, se propone un método de selección de granos con una orientación azimutal deseada.

Las condiciones de operación actuales de las ruedas de vagón implican altas cargas en los ejes y velocidades, lo que lleva a requisitos estrictos en cuanto a sus características de propiedades mecánicas y resistencia a los esfuerzos cíclicos. El método de producción debe garantizar la ausencia de defectos críticos que puedan causar la falla del cuerpo de la rueda.

El presente trabajo investiga la viabilidad de fabricación de ruedas de la manera más económicamente razonable: vertiendo metal en un molde temporal de arena. Este método se compara favorablemente con las prácticas conocidas de producción de ruedas fundidas que exigen mantenimiento especial para moldes permanentes y semipermanentes hechos de materiales con diferencias significativas en sus capacidades de eliminación de calor.

El procedimiento típico de simulación de fundición no considera las propiedades exactas del material de núcleos y moldes como un factor primario. A veces, el molde se considera como un cuerpo isotrópico caracterizado con propiedades termofísicas y otras constantes y promediadas. Por otro lado, hay muchos datos prácticos recopilados que confirman el hecho de que la inclusión de propiedades termofísicas del molde distribuidas de manera no uniforme durante la simulación de fundición puede mejorar seriamente el pronóstico de la calidad de la fundición. El presente trabajo está dedicado a las interconexiones entre las condiciones de compactación de moldes y la calidad de las fundiciones. Se ha propuesto llevar a cabo el modelado por computadora del proceso de compactación para su posterior uso de los resultados de cálculo como parte de la entrada para el software de simulación de fundición.

Se ha realizado una investigación sistemática del crecimiento competitivo de granos en una placa delgada sobre una amplia gama de valores de gradiente de temperatura y tasa de solidificación. Se ha establecido que el resultado de la simulación en el caso de granos convergentes depende de un único parámetro, es decir, la relación del valor de sobrecrecimiento del grano con la orientación preferida con el tamaño de la celda de la malla computacional. Por lo tanto, el tamaño de la celda es un parámetro de ajuste importante del modelo y debe coordinarse con los parámetros de la estructura dendrítica bajo las condiciones de crecimiento dadas. El grano con la orientación preferida siempre desplaza a los granos vecinos divergentes. Los granos convergentes se eliminan si su desviación del vector del gradiente de temperatura excede los 20°. A ángulos menores de desviación, el resultado del crecimiento competitivo depende del tamaño de la celda computacional y varía desde su crecimiento conjunto (en el tamaño de celda de 5 μm) hasta el desplazamiento de granos con la orientación preferida (en el tamaño de celda de 20 μm).

Los lingotes de acero pesados se utilizan como piezas brutas para la fabricación de rotores de turbinas para centrales de energía fósil y nucleares, rodillos de laminación, etc. Estas piezas deben tener una estructura uniforme y estar perfectamente equilibradas, y por lo tanto, libres de defectos. La tecnología de fundición para estos lingotes de acero de gran escala debe optimizarse para ahorrar recursos, aumentar el rendimiento y mejorar la calidad de los lingotes. El análisis computacional es una buena manera de optimizar virtualmente la tecnología de fundición, acortar la etapa de fundición de prueba y minimizar el tiempo de entrega. Este trabajo de investigación se dedica al análisis computacional profundo de las tecnologías tradicionales para la fundición de lingotes pesados de forja. Se considera una serie de procesos: hidrodinámica, solidificación, transferencia de calor y efectos de tensión en el sistema lingote-herramental, formación de porosidad, efectividad de alimentación y macrosegregación. El modelado se realiza utilizando paquetes de software de simulación de fundición comerciales, así como con algunos modelos originales. Esta investigación está orientada al desarrollo de recomendaciones para la optimización de la tecnología de fundición. Los resultados del modelado se comparan con datos experimentales para la verificación y mejora de los modelos computacionales.

En la ingeniería mecánica actual, el modelado computacional es ampliamente empleado, demostrando claras ventajas sobre los experimentos físicos. “PoligonSoft” es uno de estos programas de simulación. Este permite optimizar variables críticas del proceso de fundición, no mediante prácticas reales, sino a través de modelos computarizados.

La simulación por ordenador de la fundición a la cera perdida se ha identificado recientemente como una poderosa herramienta para proporcionar nuevos conocimientos sobre los mecanismos de generación de defectos, especialmente los relacionados con el llenado de la forma, la porosidad por contracción y la porosidad por gas causada por la reacción con el material de revestimiento.1-3 Mientras que el trabajo anterior del grupo del autor se centró principalmente en la simulación de la fundición a la cera perdida de plata, el objetivo general del trabajo aún en curso es el desarrollo ulterior de la herramienta de simulación para aleaciones de oro.